CN102161848B

CN102161848B - 喷墨打印直接制版用热收缩墨水及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN102161848B
Application number: CN 201010112858
Authority: CN
Inventors: 周海华; 宋延林
Original assignee: Institute of Chemistry CAS
Current assignee: Institute of Chemistry CAS
Priority date: 2010-02-22
Filing date: 2010-02-22
Publication date: 2013-06-05
Anticipated expiration: 2030-02-22
Also published as: CN102161848A

Abstract

本发明涉及印刷制版墨水领域，具体涉及印刷制版用热收缩墨水，更具体涉及喷墨打印直接制版用热收缩墨水及其制备方法和应用。将热固性树脂0.1～20wt％、热收缩物质0.01～30wt％、纳米级或微米级染料0.01～5wt％、助剂0～5wt％和余量的有机溶剂混合，室温搅拌至溶解完全，过滤除去不溶颗粒及杂质后的滤液即为本发明的热收缩墨水。通过计算机控制的喷墨打印制版机将热收缩墨水喷涂在版基表面上形成图像，然后将版基加热至70～300℃，使热固性树脂和热收缩物质的混合物交联固化，由此提高了所得印版的图像部分的耐印力；热收缩物质使印版的分辨率提高；印版在上机印刷时具有良好的印刷适性。

Description

喷墨打印直接制版用热收缩墨水及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及印刷制版墨水领域，具体涉及印刷制版用热收缩墨水，更具体涉及用于喷墨打印直接制版技术中的热收缩墨水及其制备方法和应用。

背景技术

喷墨打印直接制版技术(Inkjet Computer To Plate)，是利用喷墨打印设备将特殊的制版墨水喷涂在金属版基或聚合物版基上形成图像的制版技术。此项技术所用制版墨水一般是弱溶剂型墨水，研究发现墨水和版基的相互作用对上机印刷的适性、印版的耐印力和图像的分辨率起决定性作用。目前喷墨打印直接制版墨水有含纳米粒子的耐磨墨水(CN200610011820.6)及含亲油性可交联树脂、纳米染料的墨水(CN200810239165.9)，这两个发明中的墨水分别提高了图像的耐磨性和分辨率，以及印版的耐印力。但印版在上机印刷中，印版中的图文区用含醇的洁版膏擦拭时易发生图像掉版，使印刷的质量下降，影响了印版耐印力的进一步提高。印版在加热处理时打印网点扩大，使印刷品图像的分辨率受到较大的影响。因此研发与版基结合力好，具有耐洁版膏擦拭性能且加热时可发生收缩的喷墨打印直接制版墨水对进一步提高印版的印刷适性，提高印版的耐印力和图像的分辨率至关重要。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种用于喷墨打印直接制版技术的热收缩墨水。

本发明的目的之二在于提供一种用于喷墨打印直接制版技术的热收缩墨水的制备方法。

本发明的目的之三在于提供一种用于喷墨打印直接制版技术的热收缩墨水的应用。

本发明的喷墨打印直接制版用热收缩墨水是过滤除去制备热收缩墨水的混合液中不溶颗粒及杂质后得到的滤液，其组成及含量为：

热固性树脂 0.1～20wt％

热收缩物质 0.01～30wt％

纳米级或微米级染料 0.01～5wt％

助剂 0～5wt％

有机溶剂余量

所述的热固性树脂选自热固性聚丙烯酸树脂、热固性聚甲基丙烯酸树脂、热固性聚丙烯酸树脂的酯化物、热固性聚甲基丙烯酸树脂的酯化物、热固性聚酰亚胺树脂、热固性有机硅树脂、热固性聚酯树脂、热固性环氧树脂、热固性酚醛树脂、热固性聚氨酯、热固性苯并噁嗪树脂、热固性醇酸树脂等所组成的组中的至少一种。

所述的热固性聚丙烯酸树脂的酯化物包括聚丙烯酸树脂与1≤碳原子数≤5的一元醇或多元醇的酯化反应产物；所述的热固性聚甲基丙烯酸树脂的酯化物包括聚甲基丙烯酸树脂与1≤碳原子数≤5的一元醇或多元醇的酯化反应产物。

所述的热收缩物质选自聚苯乙烯、聚氯乙烯、热收缩性聚酯、聚乙烯醇缩醛、聚偏氯乙烯、氯乙烯-丙烯腈共聚物、偏氯乙烯-丙烯腈共聚物、氯乙烯-乙酸乙烯共聚物、硅橡胶、聚异戊二烯、丙烯酸烷基酯等所组成的组中的至少一种；其中烷基为：1≤碳原子数≤4的烃基。

本发明中添加的染料为纳米级或微米级染料，使打印图像的网点清晰可测，为印版的印刷提供了判断标准。所述的纳米级或微米级染料的颗粒的粒径在10～3000nm之间。所述的染料可选自酸性染料、活性染料或碱性染料等在内的任一种颜色的染料。

所述的染料优选使用酸性染料中的染料酸性蓝9、染料酸性蓝9SF或染料酸性黄23SF等；优选使用活性染料中的黑色染料SP系列或活性黑中的一种；优选使用碱性染料中的蓝色染料中的碱性艳兰或维多利亚兰等在内的任何一种。

所述的助剂是阳离子固色剂、消泡剂、抗氧化剂所组成的组中的至少一种。

所述的阳离子固色剂是聚乙烯亚胺、聚乙烯胺、聚二烯丙基二甲基氯化铵等所组成的组中的至少一种。

所述的消泡剂是有机硅氧烷、聚醚或它们的混合物等。

所述的抗氧化剂是多元醇的酯，其是多元醇与脂肪酸(1≤脂肪酸碳链中的碳原子≤12)按摩尔比1∶1反应后得到的。多元醇选自丙二醇、丙三醇、新戊二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、双季戊四醇等中的一种。

所述的有机溶剂选自苯、甲苯、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单正丁醚、乙二醇二甲醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、丙二醇甲醚醋酸酯、异丙醇、乙醇、N，N-二甲基苯胺、正己烷、乙酸仲丁酯、汽油、二氧六环、四氢呋喃、N，N-二甲基甲酰胺与LiCl、NaCl或KCl中的一种的混合物等所组成的组中的至少一种；其中：N，N-二甲基甲酰胺与LiCl、NaCl或KCl的混合物中，LiCl、NaCl或KCl的含量为3～5wt％。

本发明的喷墨打印直接制版用热收缩墨水的制备方法：将热固性树脂0.1～20wt％、热收缩物质0.01～30wt％、纳米级或微米级染料0.01～5wt％、助剂0～5wt％和余量的有机溶剂混合，室温搅拌至溶解完全，过滤(可采用工业常用的三级过滤法，如利用不同孔径的滤膜进行过滤)除去不溶颗粒及杂质后的滤液即为本发明的热收缩墨水。所述的室温搅拌的时间优选为1～12小时。

本发明的喷墨打印直接制版用热收缩墨水可通过计算机控制的喷墨打印制版机将热收缩墨水喷涂在版基(包括经阳极氧化处理的铝版基或非电化学阳极氧化处理的铝版基(见CN200810239265.1))表面上形成图像，然后将喷涂有热收缩墨水的版基加热至70～300℃，使热固性树脂和热收缩物质的混合物交联固化，由此使喷墨打印网点的扩大得到有效控制，提高了所得印版的图像部分的分辨力及印版耐含醇的洁版膏擦拭的能力，同时印版的耐印率也得到提高，所得印版可直接上机印刷，不必经显影、定影等后处理过程。

本发明的热收缩墨水基本符合喷墨打印墨水行业标准(QB/T2730.1-2005)，具有良好的印刷适性，使用本发明的热收缩墨水制作喷墨打印直接制版的印版时提高了印刷品图像的分辨率。

具体实施方式

实施例1

将占热收缩墨水总量20wt％的热固性环氧树脂，0.01wt％的聚苯乙烯，5wt％的染料酸性蓝9SF(颗粒的粒径：2000nm)及余量为N，N-二甲基甲酰胺与LiCl的混合物(混合物中LiCl含量为3wt％)混合；室温搅拌5小时溶解充分，过滤除去不溶颗粒及杂质，滤液为热收缩墨水。

实施例2

将占热收缩墨水总量0.1wt％的热固性醇酸树脂，30wt％的聚苯乙烯，0.01wt％的N，N-二甲基苯胺，0.01wt％的黑色染料SP系列中的任一种(颗粒的粒径：3000nm)，10wt％的乙醇，及余量为乙二醇单甲醚混合；室温搅拌4小时溶解充分，过滤除去不溶颗粒及杂质，滤液为热收缩墨水。

实施例3

将占热收缩墨水总量10wt％的热固性环氧树脂，0.05wt％的聚氯乙烯，0.01wt％的黑色染料SP系列中的任一种(颗粒的粒径：3000nm)，5wt％的聚乙烯亚胺，及余量为四氢呋喃混合；室温搅拌1小时溶解充分，过滤除去不溶颗粒及杂质，滤液为热收缩墨水。

实施例4

将占热收缩墨水总量5wt％的热固性聚丙烯酸树脂，20wt％的热收缩性聚酯，0.01wt％的碱性艳兰(颗粒的粒径：10nm)，及余量为乙二醇单甲醚混合；室温搅拌12小时溶解充分，过滤除去不溶颗粒及杂质，滤液为热收缩墨水。

实施例5

将占热收缩墨水总量15wt％的热固性聚酰亚胺树脂，0.1wt％的聚乙烯醇缩醛，5wt％的活性黑(颗粒的粒径：30nm)，5wt％的有机硅氧烷，及余量为丙二醇甲醚醋酸酯混合；室温搅拌8小时溶解充分，过滤除去不溶颗粒及杂质，滤液为热收缩墨水。

实施例6

将占热收缩墨水总量15wt％的热固性聚甲基丙烯酸树脂，0.1wt％的聚偏氯乙烯，1wt％的维多利亚兰(颗粒的粒径：100nm)，0.2wt％的聚醚，及余量为甲苯混合；室温搅拌10小时溶解充分，过滤除去不溶颗粒及杂质，滤液为热收缩墨水。

实施例7

将占热收缩墨水总量5wt％的热固性有机硅树脂，0.3wt％的硅橡胶，1wt％的染料酸性黄23SF(颗粒的粒径：1000nm)，5wt％的丙三醇的酯(丙三醇与脂肪酸(碳链中碳原子＝1)按摩尔比1∶1反应后得到)，及余量为乙二醇单乙醚∶汽油的体积比＝5∶1的混合液混合；室温搅拌10小时溶解充分，过滤除去不溶颗粒及杂质，滤液为热收缩或热交联墨水。

实施例8

将占热收缩墨水总量5wt％的热固性聚丙烯酸树脂与甲醇的反应产物(反应物投料时，热固性聚丙烯酸树脂∶甲醇的摩尔比为1∶1)，0.3wt％的氯乙烯-丙烯腈共聚物，1wt％的碱性艳兰(颗粒的粒径：2000nm)，0.1wt％的聚二烯丙基二甲基氯化铵，及余量为丙二醇单甲醚混合；室温搅拌9小时溶解充分，过滤除去不溶颗粒及杂质，滤液为热收缩墨水。

实施例9

将占热收缩墨水总量20wt％的热固性聚甲基丙烯酸树脂与甲醇的反应产物(反应物投料时，热固性聚甲基丙烯酸树脂∶甲醇的摩尔比为1∶3)，0.1wt％的偏氯乙烯-丙烯腈共聚物，2wt％的染料酸性蓝9SF(颗粒的粒径：500nm)及余量为苯∶二氯甲烷的体积比＝1∶5的混合液混合；室温搅拌12小时溶解充分，过滤除去不溶颗粒及杂质，滤液为热收缩墨水。

实施例10

将占热收缩墨水总量20wt％的热固性聚酯树脂，0.3wt％的氯乙烯-醋酸乙烯共聚物，0.02wt％的黑色染料SP系列中的任一种(颗粒的粒径：3000nm)，及余量为三氯甲烷∶四氯化碳的体积比＝1∶1的混合液混合；室温搅拌6小时溶解充分，过滤除去不溶颗粒及杂质，滤液为热收缩墨水。

实施例11

将占热收缩墨水总量15wt％的热固性酚醛树脂，0.5wt％的聚异戊二烯，1wt％的黑色染料SP系列中的任一种(颗粒的粒径：2000nm)，1wt％的季戊四醇的酯(季戊四醇与脂肪酸(碳链中碳原子＝12)按摩尔比1∶1反应后得到)，及余量为乙二醇单乙醚混合；室温搅拌8小时溶解充分，过滤除去不溶颗粒及杂质，滤液为热收缩墨水。

实施例12

将占热收缩墨水总量10wt％的热固性聚氨酯，4wt％的丙烯酸甲酯，3wt％的酸性蓝9SF(颗粒的粒径：800nm)，及余量为乙二醇单正丁醚混合；室温搅拌6小时溶解充分，过滤除去不溶颗粒及杂质，滤液为热收缩墨水。

实施例13

将占热收缩墨水总量20wt％的热固性苯并噁嗪树脂，10wt％的丙烯酸乙酯，0.03wt％的黑色染料SP系列中的任一种(颗粒的粒径：900nm)，及余量为苯混合；室温搅拌12小时溶解充分，过滤除去不溶颗粒及杂质，滤液为热收缩墨水。

实施例14

将占热收缩墨水总量20wt％的热固性聚丙烯酸树脂与戊醇的反应产物(反应物投料时，热固性聚丙烯酸树脂∶戊醇的摩尔比为1∶2)，10wt％的丙烯酸丙脂，1wt％的染料酸性黄23SF(颗粒的粒径：2000nm)，20wt％的异丙醇，及余量为二氯甲烷混合；室温搅拌10小时溶解充分，过滤除去不溶颗粒及杂质，滤液为热收缩墨水。

实施例15

将占热收缩墨水总量20wt％的热固性聚甲基丙烯酸树脂与甲醇的反应产物(反应物投料时，热固性聚甲基丙烯酸树脂∶甲醇的摩尔比为1∶3)，4wt％的丙烯酸丁酯，0.5wt％的酸性蓝9SF(颗粒的粒径：10nm)，10wt％的正己烷，及余量为乙酸仲丁酯混合；室温搅拌12小时溶解充分，过滤除去不溶颗粒及杂质，滤液为热收缩墨水。

实施例16

将占热收缩墨水总量15wt％的热固性聚甲基丙烯酸树脂与戊醇的反应产物(反应物投料时，热固性聚甲基丙烯酸树脂∶戊醇的摩尔比为1∶1)，5wt％的甲基丙烯酸甲脂，0.04wt％的黑色染料SP系列中的任一种(颗粒的粒径：200nm)，及余量为乙二醇单乙醚混合；室温搅拌3小时溶解充分，过滤除去不溶颗粒及杂质，滤液为热收缩墨水。

将上述实施例1～16制备的喷墨打印直接制版用热收缩墨水，分别利用喷墨打印制版机喷涂在经阳极氧化处理的铝版基或非电化学阳极氧化处理的铝版基上形成图像；然后将喷涂有热收缩墨水的铝版基经70～300℃烤版，使热固性树脂和热收缩物质的混合物交联固化，提高了印版耐含醇的洁版膏擦拭的能力。将经上述处理后的印版上机印刷，通过检测，印版的印刷适性优良，印版的耐印率可达10万印，印版图文中线的分辨率都不低于25μm，最佳可达9μm，3～99％的网点都可完整清晰。

Claims

1.一种喷墨打印直接制版用热收缩墨水，该热收缩墨水是过滤除去制备热收缩墨水的混合液中不溶颗粒及杂质后得到的滤液，其特征是：所述的热收缩墨水的组成及含量为：

热固性树脂 0.1～20wt％

热收缩物质 0.01～30wt％

纳米级或微米级染料 0.01～5wt％

助剂 0～5wt％

有机溶剂余量

所述的热固性树脂选自热固性聚丙烯酸树脂、热固性聚甲基丙烯酸树脂、热固性聚丙烯酸树脂的酯化物、热固性聚甲基丙烯酸树脂的酯化物、热固性聚酰亚胺树脂、热固性有机硅树脂、热固性聚酯树脂、热固性环氧树脂、热固性酚醛树脂、热固性聚氨酯、热固性苯并噁嗪树脂、热固性醇酸树脂所组成的组中的至少一种；

所述的热收缩物质选自聚苯乙烯、聚氯乙烯、热收缩性聚酯、聚乙烯醇缩醛、聚偏氯乙烯、氯乙烯-丙烯腈共聚物、偏氯乙烯-丙烯腈共聚物、氯乙烯-乙酸乙烯共聚物、硅橡胶、聚异戊二烯、丙烯酸烷基酯所组成的组中的至少一种；其中烷基为：1≤碳原子数≤4的烷基。

2.根据权利要求1所述的喷墨打印直接制版用热收缩墨水，其特征是：所述的热固性聚丙烯酸树脂的酯化物包括聚丙烯酸树脂与1≤碳原子数≤5的一元醇或多元醇的酯化反应产物；所述的热固性聚甲基丙烯酸树脂的酯化物包括聚甲基丙烯酸树脂与1≤碳原子数≤5的一元醇或多元醇的酯化反应产物。

3.根据权利要求1所述的喷墨打印直接制版用热收缩墨水，其特征是：所述的纳米级或微米级染料的颗粒的粒径在10～3000nm之间。

4.根据权利要求1或3所述的喷墨打印直接制版用热收缩墨水，其特征是：所述的染料选自酸性染料、活性染料或碱性染料中的任一种颜色的染料。

5.根据权利要求4所述的喷墨打印直接制版用热收缩墨水，其特征是：所述的酸性染料是染料酸性蓝9、染料酸性蓝9SF或染料酸性黄23SF；所述的活性染料是黑色染料SP系列或活性黑中的一种；所述的碱性染料是蓝色染料中的碱性艳兰或维多利亚兰中的任一种。

6.根据权利要求1所述的喷墨打印直接制版用热收缩墨水，其特征是：所述的助剂是阳离子固色剂、消泡剂、抗氧化剂所组成的组中的至少一种。

7.根据权利要求6所述的喷墨打印直接制版用热收缩墨水，其特征是：所述的阳离子固色剂是聚乙烯亚胺、聚乙烯胺、聚二烯丙基二甲基氯化铵所组成的组中的至少一种；

所述的消泡剂是有机硅氧烷、聚醚或它们的混合物；

所述的抗氧化剂是多元醇的酯，其是多元醇与脂肪酸按摩尔比1∶1反应后得到的，其中：1≤脂肪酸碳链中的碳原子≤12；所述的多元醇选自丙二醇、丙三醇、新戊二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、双季戊四醇中的一种。

8.根据权利要求1所述的喷墨打印直接制版用热收缩墨水，其特征是：所述的有机溶剂选自苯、甲苯、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单正丁醚、乙二醇二甲醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、丙二醇甲醚醋酸酯、异丙醇、乙醇、N，N-二甲基苯胺、正己烷、乙酸仲丁酯、汽油、二氧六环、四氢呋喃、N，N-二甲基甲酰胺与LiCl、NaCl或KCl中的一种的混合物所组成的组中的至少一种；其中：N，N-二甲基甲酰胺与LiCl、NaCl或KCl的混合物中，LiCl、NaCl或KCl的含量为3～5wt％。

9.一种根据权利要求1～8任意一项所述的喷墨打印直接制版用热收缩墨水的制备方法，其特征是：将热固性树脂0.1～20wt％、热收缩物质0.01～30wt％、纳米级或微米级染料0.01～5wt％、助剂0～5wt％和余量的有机溶剂混合，室温搅拌至溶解完全，过滤除去不溶颗粒及杂质后的滤液为所述的热收缩墨水。

10.一种根据权利要求1～8任意一项所述的喷墨打印直接制版用热收缩墨水的应用，其特征是：将热收缩墨水通过喷墨打印制版机喷涂在版基表面上形成图像，然后将喷涂有热收缩墨水的版基加热至70～300℃，使热固性树脂和热收缩物质混合物交联固化。